214
La chimie et le sport
Pour les applications au ski,
cette résine possède surtout
les avantages suivants :
- un bon collage des métaux
et des polymères, notamment ceux à faible tension
de surface (notion expliquée dans le Chapitre de
P. Letellier) comme le polypropylène ou le polyéthylène.
Cette propriété est importante car ces polymères, pris
isolément, sont diffi ciles
à coller ;
- un faible retrait après polymérisation : la stabilité dimensionnelle des nos produits est
très importante : les lignes de
cotes des skis sont réglées à
quelques dixièmes de millimètres et la conformité
géométrique est évidemment
un critère de qualité et donc
de performance à la sortie de
nos moules de fabrication ;
- de bonnes caractéristiques
mécaniques : le cisaillement et la limite élastique
élevés de la résine époxy (voir
la Figure 9) permettent de
générer de très bonnes caractéristiques mécaniques sur le
composite fi nal.
1.2.2. La fi bre de verre
La fi bre de verre (Figure 4) est
un fi lament de verre pouvant
renforcer de nombreux matériaux composites largement
utilisés aujourd’hui. On utilise
la fi bre de verre E, différente
des fi bres de verre utilisées
dans l’aéronautique (verre R
ou verre S). Les composants
chimiques de la fi bre de verre
E sont entre autres : la silice
(SiO 2 ), l’alumine (Al 2 O 3 ), la
chaux (CaO), la magnésie
(MgO) et l’oxyde de bore (B 2 O 3 ).
Le mélange est fondu dans un
four à 1 500 °C puis passe à
travers une fi lière. Les fi bres
obtenues sont traitées dans
une opération importante
appelée l’ensimage, un traitement de surface destiné à
faciliter les opérations ultérieures de transformation ou
de mise en œuvre (voir l’Encart : « L’ensimage, un traitement de surface pour une
meilleure cohésion »). On en
montrera par la suite toute
l’importance pour l’interface
fi bre/matrice et ses conséquences. Puis les fi bres sont
tissées pour optimiser les
grammages (la densité), ce
qui a une incidence sur le
poids fi nal et permet aussi
d’optimiser les orientations
des fi bres afi n d’améliorer les
caractéristiques mécaniques
en fl exion et torsion (Figure 5).
1.2.3. Les rôles des résines
époxy mises en œuvre
dans la fabrication des skis
La résine époxy a deux fonctions dans le ski. La première
est d’imprégner et de stratifi er les fi bres de verre
pour constituer le composite
verre/époxy (Figure 6). La
deuxième est de coller les
différents composants entre
eux pour assurer une bonne
Figure 4
Les fi bres de verre entrent dans
la composition de nombreux
matériaux, notamment dans le
sport : perches d’athlétisme, skis,
planches de surf, etc.
Figure 3
Une résine époxy comme
l’Araldite
® résulte de polymérisation
du DGEBA, issu de la réaction du
bisphénol A avec l’épichloridrine,
molécule qui appartient à la famille
des époxydes (d’où le nom
« résine époxy »).
O
H
OH
CH 3
CH 3
O
Cl
+
bisphénol A
épichloridrine
CH
bisphénol A
épichloridrine
CH 3
CH 3
O
O
DGEBA DGEBA
Araldite
durcisseur
La chimie et le sport
Pour les applications au ski,
cette résine possède surtout
les avantages suivants :
- un bon collage des métaux
et des polymères, notamment ceux à faible tension
de surface (notion expliquée dans le Chapitre de
P. Letellier) comme le polypropylène ou le polyéthylène.
Cette propriété est importante car ces polymères, pris
isolément, sont diffi ciles
à coller ;
- un faible retrait après polymérisation : la stabilité dimensionnelle des nos produits est
très importante : les lignes de
cotes des skis sont réglées à
quelques dixièmes de millimètres et la conformité
géométrique est évidemment
un critère de qualité et donc
de performance à la sortie de
nos moules de fabrication ;
- de bonnes caractéristiques
mécaniques : le cisaillement et la limite élastique
élevés de la résine époxy (voir
la Figure 9) permettent de
générer de très bonnes caractéristiques mécaniques sur le
composite fi nal.
1.2.2. La fi bre de verre
La fi bre de verre (Figure 4) est
un fi lament de verre pouvant
renforcer de nombreux matériaux composites largement
utilisés aujourd’hui. On utilise
la fi bre de verre E, différente
des fi bres de verre utilisées
dans l’aéronautique (verre R
ou verre S). Les composants
chimiques de la fi bre de verre
E sont entre autres : la silice
(SiO 2 ), l’alumine (Al 2 O 3 ), la
chaux (CaO), la magnésie
(MgO) et l’oxyde de bore (B 2 O 3 ).
Le mélange est fondu dans un
four à 1 500 °C puis passe à
travers une fi lière. Les fi bres
obtenues sont traitées dans
une opération importante
appelée l’ensimage, un traitement de surface destiné à
faciliter les opérations ultérieures de transformation ou
de mise en œuvre (voir l’Encart : « L’ensimage, un traitement de surface pour une
meilleure cohésion »). On en
montrera par la suite toute
l’importance pour l’interface
fi bre/matrice et ses conséquences. Puis les fi bres sont
tissées pour optimiser les
grammages (la densité), ce
qui a une incidence sur le
poids fi nal et permet aussi
d’optimiser les orientations
des fi bres afi n d’améliorer les
caractéristiques mécaniques
en fl exion et torsion (Figure 5).
1.2.3. Les rôles des résines
époxy mises en œuvre
dans la fabrication des skis
La résine époxy a deux fonctions dans le ski. La première
est d’imprégner et de stratifi er les fi bres de verre
pour constituer le composite
verre/époxy (Figure 6). La
deuxième est de coller les
différents composants entre
eux pour assurer une bonne
Figure 4
Les fi bres de verre entrent dans
la composition de nombreux
matériaux, notamment dans le
sport : perches d’athlétisme, skis,
planches de surf, etc.
Figure 3
Une résine époxy comme
l’Araldite
® résulte de polymérisation
du DGEBA, issu de la réaction du
bisphénol A avec l’épichloridrine,
molécule qui appartient à la famille
des époxydes (d’où le nom
« résine époxy »).
O
H
OH
CH 3
CH 3
O
Cl
+
bisphénol A
épichloridrine
CH
bisphénol A
épichloridrine
CH 3
CH 3
O
O
DGEBA DGEBA
Araldite
durcisseur